DE102018007380A1 - Windkraftanlage mit einer Umwälzeinrichtung und Verfahren zur Belüftung einer Windkraftanlage - Google Patents

Windkraftanlage mit einer Umwälzeinrichtung und Verfahren zur Belüftung einer Windkraftanlage Download PDF

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Rüdiger Gawrisch
Jens Petersen
Karsten Warfen
Hannes Friedrich
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit wenigstens zwei Rotorblättern (4, 4b, 4c) und einer Belüftungseinrichtung mit einer Umwälzeinrichtung (26) und mit einem ersten Kulissenventil (1) an einer ersten Schnittstelle zwischen Rotornabe und einem ersten Rotorblatt (4), das zwischen einer ersten Belüftungsstellung und einer ersten Verbindungsleitungsstellung verstellbar ist, und einem zweiten Kulissenventil (1b) an einer zweiten Schnittstelle zwischen der Rotornabe und einem zweiten Rotorblatt (4b), wobei das erste Kulissenventil (1) in der ersten Belüftungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des ersten Rotorblattes (4) herstellt und in der ersten Verbindungsleitungsstellung eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung (26) zum zweiten Kulissenventil (1b) herstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Windkraftanlage mit wenigstens zwei Rotorblättern und mit einer Umwälzeinrichtung; die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Belüftung wenigstens eines Rotorblattes einer Windkraftanlage mit wenigstens zwei Rotorblättern und mit einer Umwälzeinrichtung.
  • Windkraftanlagen mit Enteisungseinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. Aus der DE 10 2016 015 123 A1 ist beispielsweise eine Enteisungseinrichtung mit zwei koaxial zur Drehachse des Rotorblattes angeordneten Röhren bekannt, die ineinandergeschachtelt sind. Eine der Röhren dient der Warmluftzuleitung von der Rotornabe in das Innere des Rotorblattes, die andere Röhre dient zur Ableitung der kühleren Luft aus dem Rotorblattinnern in die Rotornabe und zur Weiterleitung an eine HFU (Heater-Fan-Unit), in der die Luft wieder erwärmt wird und die einen Luftkreislauf antreibt.
  • Üblicherweise ist zur Erwärmung eines Rotorblattes eine „Heater-Fan-Unit“ HFU vorgesehen. Eine derartige Installation ist natürlich relativ kosten- und platzaufwendig. Darüber hinaus hat sich in warmen geographischen Breiten gezeigt, dass dort zwar keine Enteisungseinrichtungen erforderlich sind, aber Belüftungseinrichtungen, die es gestatten, den Innenraum eines Rotorblattes, bevor er vom Wartungspersonal begangen wird, zu lüften und abzukühlen und auch von partikelhaltiger, verunreinigter Luft zu reinigen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Windkraftanlage mit einer Umwälzeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
  • Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Belüftung eines Rotorblattes einer Windkraftanlage zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet.
  • Die Aufgabe wird in ihrem ersten Aspekt durch eine eingangs genannte Windkraftanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Windkraftanlage umfasst wenigstens zwei Rotorblätter und eine Belüftungseinrichtung mit einer Umwälzeinrichtung. Bei der Umwälzeinrichtung kann es sich um eine Erwärmungseinrichtung, eine sogenannte Heater-Fan-Unit (HFU) handeln oder auch lediglich um eine Belüftungseinrichtung in Form eines Ventilators, der einen Luftstrom erzeugt.
  • Erfindungsgemäß weist die Windkraftanlage ein erstes Kulissenventil an einer ersten Schnittstelle zwischen Rotornabe und dem ersten Rotorblatt auf, das zwischen einer ersten Belüftungsstellung und einer ersten Verbindungsleitungsstellung verstellbar ist, und ein zweites Kulissenventil an einer zweiten Schnittstelle zwischen der Rotornabe und einem zweiten Rotorblatt, wobei das erste Kulissenventil in der ersten Belüftungsstellung eine luftleitende Verbindung der Luftumwälzeinrichtung zum Innenraum des ersten Rotorblattes herstellt und in der ersten Verbindungsleitungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung zum zweiten Kulissenventil herstellt.
  • Das erste Kulissenventil kann mit Hilfe eines separaten Antriebes oder auch mit Hilfe eines Antriebs des ersten Rotorblattes um eine Längsachse zwischen der ersten Belüftungsstellung und der ersten Verbindungsleitungsstellung hin und her verstellbar sein. Vorzugweise ist das erste Kulissenventil ein Stück weit in einem Innenraum der Rotornabe, beabstandet von einem Rotorblattschott des ersten Rotorblattes, angeordnet.
  • Günstigerweise befindet sich das erste Rotorblatt, wenn die Steuerung des Kulissenventils über eine Pitchwinkeleinstellung des ersten Rotorblattes erfolgt, in der ersten Belüftungsstellung in Fahnenstellung oder zumindest in etwa in Fahnenstellung, d. h. in einem Pitchwinkel von etwa 90°. In dieser Stellung übt das Rotorblatt auch bei Wind kein Drehmoment auf die Rotornabe aus.
  • Vorzugsweise befindet sich das Rotorblatt in der ersten Verbindungsleitungsstellung in einem Winkel, der noch im Bereich der Fahnenstellung, also etwa zwischen 80° und 100° vorzugsweise zwischen 75° und 115° angeordnet ist. In der ersten Verbindungsleitungsstellung wird damit immer noch kein großes Drehmoment auf die Rotornabe bei Wind ausgeübt.
  • Die erfindungsgemäße Windkraftanlage gestattet es, mittels einer einzelnen Umwälzeinrichtung den Innenraum des ersten Rotorblattes zu belüften, wenn sich das erste Kulissenventil in der ersten Belüftungsstellung befindet, das erste Kulissenventil dann in die erste Verbindungsleitungsstellung zu drehen und mit derselben Umwälzeinrichtung über erste Verbindungsleitungen einen zweiten Luftkreislauf zu schließen und einen Innenraum des zweiten Rotorblattes zu belüften.
  • Unter Belüften ist in dieser Anmeldung auch Beheizen zu verstehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens drei Rotorblätter vorgesehen, und das zweite Kulissenventil ist zwischen einer zweiten Belüftungsstellung und einer zweiten Verbindungsleitungsstellung verstellbar.
  • In der zweiten Belüftungsstellung ist eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung zum Innenraum des zweiten Rotorblattes hergestellt, und in der zweiten Verbindungsleitungsstellung ist eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung zu einem Innenraum des dritten Rotorblattes hergestellt.
  • Das zweite Kulissenventil ist vorzugsweise baugleich zum ersten Kulissenventil. Die Zu- und Ableitungen von und zur Umwälzeinrichtung des ersten Kulissenventils werden beim zweiten Kulissenventil durch die ersten Verbindungsleitungen zwischen dem ersten und zweiten Kulissenventil ersetzt.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind nacheinander die Innenräume von drei Rotorblättern belüftbar. Nach dem Belüften des Innenraumes des zweiten Rotorblattes wird das zweite Kulissenventil von der zweiten Belüftungsstellung in die zweite Verbindungsleitungsstellung gedreht, und damit wird ein dritter Belüftungskreislauf zwischen der Umwälzeinrichtung und dem Innenraum des dritten Rotorblattes hergestellt.
  • Dieses Prinzip ist natürlich auf eine beliebig höhere Anzahl von Rotorblättern erweiterbar. Üblicherweise weisen Windkraftanlagen jedoch genau drei Rotorblätter auf.
  • Die erfindungsgemäße Windkraftanlage ermöglicht es somit, mit einer einzigen Umwälzeinrichtung nacheinander ein erstes, ein zweites und ein drittes Rotorblatt zu belüften bzw. zu beheizen. Beim Belüften befindet sich jedes der zu belüftenden Rotorblätter in der Fahnenstellung. In den Verbindungsleitungsstellungen befindet sich das jeweilige Rotorblatt in einem Winkel außerhalb der Fahnenstellung, der vorzugsweise aber immer noch in einem Bereich um die Fahnenstellung von ±10° angeordnet ist, so dass auch bei Wind möglichst wenige Drehmomente auf den Rotor wirken.
  • Unabhängig von dem zuvor Angeführten kann das Kulissenventil jedoch auch über einen separaten Antrieb gesteuert werden, so dass eine Verstellung der Rotorblätter überhaupt nicht notwendig ist.
  • Besonders bevorzugt weist das erste Kulissenventil eine erste rotornabenseitige Ventilscheibe und eine erste rotorblattseitige Ventilscheibe auf, die relativ zueinander drehbar sind, wobei in der ersten Belüftungsstellung zwei Luftöffnungen der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe mit zwei ersten Belüftungsöffnungen der ersten rotorblattseitigen Ventilscheibe deckungsgleich luftleitend sind und in der ersten Verbindungsleitungsstellung die zwei Luftöffnungen der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe mit zwei ersten Verbindungsleitungsöffnungen deckungsgleich luftleitend verbunden sind.
  • Bei dieser konkreten Ausgestaltung umfasst das Kulissenventil zwei vorzugsweise kreisrunde Ventilscheiben, die gegeneinander und um eine gemeinsame Achse, die vorzugsweise der Drehachse des zugehörenden Rotorblattes entspricht, drehbar sind. Durch Aufeinanderdrehen verschiedener Öffnungspaare der Ventilscheiben können verschiedene, geschlossene Luftkreisläufe hergestellt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das zweite Kulissenventill eine zweite rotornabenseitige Ventilscheibe auf und eine zweite rotorblattseitige Ventilscheibe, die relativ zueinander drehbar sind, wobei in der zweiten Belüftungsstellung zwei Luftöffnungen der zweiten rotornabenseitigen Ventilscheibe mit zwei zweiten Belüftungsöffnungen des zweiten Rotorblattes deckungsgleich luftleitend verbunden sind und in der zweiten Verbindungsleitungsstellung die zwei Luftöffnungen der zweiten rotornabenseitigen Ventilscheibe mit zwei zweiten Verbindungsleitungsöffnungen deckungsgleich luftleitend verbunden sind. Wenn das erste Kulissenventil in die erste Verbindungsleitungsstellung geschaltet ist, kann das zweite Kulissenventil wahlweise in der zweiten Belüftungsstellung einen Luftkreislauf durch den Innenraum des zweiten Rotorblattes schließen oder in der zweiten Verbindungsleitungsstellung einen Luftkreislauf hin zum dritten Kulissenventil schließen. Dazu weist das zweite Kulissenventil vorzugsweise ebenfalls zwei Ventilscheiben auf, die um eine gemeinsame Drehachse, die der Drehachse des zweiten Rotorblattes entspricht, gegeneinander drehbar sind, und die Luftöffnungen der rotornabenseitigen Ventilscheibe stehen je nach Stellung mit einem zweiten Belüftungslochpaar oder einem zweiten Verbindungsleitungslochpaar der rotorblattseitigen Ventilscheibe deckungsgleich luftleitend in Verbindung, und somit sind unterschiedliche Luftkreisläufe schließbar.
  • Da sich beim Verstellen des ersten und zweiten Kulissenventils die rotorblattseitige Ventilscheibe dreht, sollten die beiden ersten Verbindungsleitungen, die vom ersten Kulissenventil abgehen und auch die beiden zweiten Verbindungsleitungen, die vom zweiten Kulissenventil abgehen, elastisch oder biegsam ausgebildet sein, damit sie der Drehbewegung der rotorblattseitigen Ventilscheibe folgen können, ohne zerrissen oder beschädigt zu werden.
  • Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 erfüllt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Durchführung mit einer der vorgenannten Windkraftanlagen. Umgekehrt eignet sich jede der vorgenannten Windkraftanlagen zur Durchführung einer der nachfolgend aufgeführten Verfahren.
  • Erfindungsgemäß stellt ein erstes Kulissenventil in einer ersten Belüftungsstellung eine luftleitende Verbindung einer Umwälzeinrichtung zu einem Innenraum eines ersten Rotorblattes her, und der Innenraum des ersten Rotorblattes wird belüftet. Das erste Rotorblatt wird von der ersten Belüftungsstellung in eine erste Verbindungsleitungsstellung verstellt, und in der ersten Verbindungsleitungsstellung wird eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung zu einem zweiten Kulissenventil hergestellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren macht von der Idee Gebrauch, mittels einer einzelnen Umwälzeinrichtung, die vorzugsweise in einem Innenraum der Rotornabe angeordnet ist, zunächst den Innenraum des ersten Rotorblattes zu belüften oder zu beheizen und dann durch Verstellen des ersten Kulissenventils einen ersten Luftkreislauf, der durch den Innenraum des ersten Rotorblattes verläuft, zu unterbrechen und statt dessen einen zweiten Luftkreislauf, der von der Umwälzeinrichtung durch das erste Kulissenventil hindurch zum zweiten Kulissenventil verläuft, herzustellen.
  • Beim zweiten Kulissenventil besteht wiederum eine Verstellmöglichkeit zwischen einer zweiten Belüftungsstellung und einer zweiten Verbindungsleitungsstellung. In der zweiten Belüftungsstellung wird eine luftleitende Verbindung vom zweiten Kulissenventil in einen Innenraum eines zweiten Rotorblattes hergestellt, so dass durch die Einstellung des ersten Kulissenventils in die erste Verbindungsleitungsstellung und des zweiten Kulissenventils in die zweite Belüftungsstellung ein Luftkreislauf von der Umwälzeinrichtung durch die Verbindungsleitungen in den Innenraum des zweiten Rotorblattes hergestellt wird, so dass das zweite Rotorblatt belüftet bzw. beheizt werden kann.
  • Entsprechend kann bei einer Windkraftanlage, bei der drei Rotorblätter vorgesehen sind, das zweite Kulissenventil in die zweite Belüftungsstellung gestellt werden und eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung zum Innenraum des zweiten Rotorblattes hergestellt werden. Das zweite Kulissenventil wird zwischen der zweiten Belüftungsstellung und einer zweiten Verbindungsleitungsstellung verstellt, und in der zweiten Verbindungsleitungsstellung wird eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung zu einem Innenraum eines dritten Rotorblattes hergestellt. Die Belüftung des Innenraumes des dritten Rotorblattes erfolgt daher in einem dritten Lüftungskreislauf, wenn das erste Kulissenventil in die erste Verbindungsleitungsstellung gestellt ist und das zweite Kulissenventil entsprechend in die zweite Verbindungsleitungsstellung gestellt ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren macht ebenfalls von der Idee Gebrauch, mittels einer einzelnen Umwälzeinrichtung nacheinander ein erstes, zweites und drittes Rotorblatt zu belüften bzw. zu beheizen.
  • Die Verbindungsleitungen weisen bei einer Enteisungseinrichtung, also bei einer Umwälzeinrichtung, die eine Heizung umfasst, Durchmesser von etwa 200 mm auf, bei einer reinen Belüftungseinrichtung ohne Heizleistung ist es hingegen hinreichend, wenn die Verbindungsleitungen Durchmesser von 30 mm bis 50 mm aufweisen. Derartige Leitungen sind in herkömmlichen Rotornaben sehr leicht und platzsparend anbringbar.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in zwei Figuren beschrieben; dabei zeigen:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Kulissenventil zum Einbau in einer Schnittstelle zwischen Rotorblatt und Rotornabe,
    • 2 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Rotornabe mit drei Rotorblättern und einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung.
  • 1 zeigt ein erstes Kulissenventil 1 mit einer ersten rotorblattseitigen Ventilscheibe 2 und einer ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3. Die erste rotorblattseitige Ventilscheibe 2 ist rotationsfest mit einem ersten Rotorblatt 4 verbunden. Das erste Rotorblatt 4 ist nur in 2 dargestellt. Eine erste Drehachse L der ersten rotorblattseitigen Ventilscheibe 2 fällt mit einer ersten Drehachse L des ersten Rotorblattes 4 entlang eines Pitchwinkels α zusammen. Entsprechend ist die erste rotornabenseitige Ventilscheibe 3 drehfest mit einer Rotornabe verbunden. Die erste rotorblattseitige Ventilscheibe 2 und die erste rotornabenseitige Ventilscheibe 3 drehen sich um die gemeinsame erste Drehachse L relativ zueinander, so dass Öffnungen 31, 32 der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3 in einer ersten Belüftungsstellung mit Öffnungen 21, 22 von ersten Belüftungsleitungen 41, 42 des ersten Rotorblattes 4 übereinstimmen und einen ersten Luftkreislauf für das erste Rotorblatt 4 herstellen. Durch Drehung der rotorblattseitigen Ventilscheibe 2 wird der erste Luftkreislauf des ersten Rotorblatts 4 unterbrochen, und statt dessen werden die Öffnungen 31, 32 der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3 mit ersten Verbindungsleitungsöffnungen 23, 24 von ersten Verbindungsleitungen 43, 44 in luftleitende Übereinstimmung gebracht. Das erste Kulissenventil 1 wird so in die erste Verbindungsleitungsstellung gedreht.
  • Die ersten Verbindungsleitungen 43, 44 verlaufen von den ersten Verbindungsleitungsöffnungen 23, 24 der ersten rotorblattseitigen Ventilscheibe 2 zu einer zweiten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3b eines zweiten Kulissenventils 1b. Das zweite Kulissenventil 1b umfasst die zweite rotornabenseitige Ventilscheibe 3b und eine zweite rotorblattseitige Ventilscheibe 2b. Der Aufbau des zweiten Kulissenventils 1b ist in 2 dargestellt. Statt einer Zuleitung 29 und einer Rückleitung 28 von einer Umwälzeinrichtung oder einer Heizeinrichtung oder einer HFU (Heater-Fan-Unit) 26 des ersten Kulissenventils 1 sind beim zweiten Kulissenventil 1b die ersten Verbindungsleitungen 43, 44 zwischen dem ersten und dem zweiten Kulissenventil 1, 1b vorgesehen. Die ersten Verbindungsleitungen 43, 44 sind elastisch ausgebildet, sodass sie der Drehbewegung der rotorblattseitigen Ventilscheibe 2 nachfolgen können, ohne zu zerreißen oder beschädigt zu werden.
  • Die HFU 26 gemäß 1 ist insbesondere im Stillstand der Windkraftanlage in Betrieb. Die HFU 26 weist die Rückleitung 28 für abgekühlte Luft und die Zuleitung 29 für Warmluft auf; die Zuleitung 29 befördert Luft in Richtung der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3 des ersten Kulissenventils 1. Dort ist die Auslassöffnung 32 für die Warmluft von der HFU 26 vorgesehen und die Einlassöffnung 31 für die Rückleitung zur HFU 26.
  • Grundsätzlich dient die Erfindung zur Beheizung von drei Rotorblättern 4, 4b, 4c mittels der HFU 26, die nacheinander das erste, das zweite und anschließend das dritte Rotorblatt 4, 4b, 4c beheizt. Zum Heizen ist üblicherweise ein Rohrquerschnitt der ersten Verbindungsleitungen 43, 44 bzw. der zweiten Verbindungsleitungen 43b, 44b zwischen dem zweiten Kulissenventil 1b und einem dritten Kulissenventil 1c von 200 mm im Querschnittsdurchmesser erforderlich. Für den Fall, dass die Erfindung nicht zum Beheizen, sondern lediglich zum Belüften des Innenraumes der Rotorblätter 4, 4b, 4c verwendet wird, sind auch die ersten und zweiten Verbindungsleitungen 43, 44, 43b, 44b mit einem Querschnittsdurchmesser von 30 mm bis 50 mm hinreichend.
  • In einer Fahnenstellung des ersten Rotorblattes 4 liegen die Einlassöffnung 22 und die Auslassöffnung 21 der ersten rotorblattseitigen Ventilscheibe 2 des ersten Rotorblattes 4 deckungsgleich auf der Auslass- und Einlassöffnung 32, 31 der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3, so dass der erste Luftkreislauf von der HFU 26 in den Innenraum des ersten Rotorblattes 4 und zurück zur HFU 26 gebildet wird. Durch die Erwärmung der Luft wird der Innenraum des ersten Rotorblattes 4 allmählich erwärmt und damit im Laufe der Zeit auch die Rotorblattschale. Die Vorrichtung kann zu einer Enteisung des ersten Rotorblattes 4 verwendet werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Vorrichtung zur Belüftung oder Kühlung des Innenraumes des ersten Rotorblattes 4 verwendet wird, damit nachfolgend Wartungsarbeiten im Innenraum des ersten Rotorblattes 4 durchgeführt werden können. Nachdem das erste Rotorblatt 4 vollständig belüftet ist, wird das erste Rotorblatt 4 um den Pitchwinkel α um die Drehachse L gedreht, so dass der erste Luftkreislauf unterbrochen werden und statt dessen die ersten Verbindungsleitungsöffnungen 23, 24 der ersten Verbindungsleitungen 43, 44 zum zweiten Kulissenventil 1b auf der Einlassöffnung 31 und der Auslassöffnung 32 der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe 3 zu liegen kommen und somit ein zweiter Luftkreislauf ausgebildet wird, der von der HFU 26 über das erste Kulissenventil 1 und die erste Verbindungsleitung 44 zum zweiten Kulissenventil 1b, von dort durch die beiden zweiten Ventilscheiben 2b, 3b hindurch in den Innenraum des zweiten Rotorblattes 4b gelangt und von dort wieder zurück durch die beiden zweiten Ventilscheiben 2b, 3b des zweiten Kulissenventils 1b und der ersten Verbindungsleitung 44 zum ersten Kulissenventil 1 und von dort wieder zurück über die erste Verbindungsleitung 43 zur HFU 26.
  • Die erste Verbindungsleitung 44 zum und die erste Verbindungsleitung 43 zurück vom zweiten Kulissenventil 1b sind elastisch ausgebildet, so dass sie der Drehbewegung des ersten Rotorblattes 4 folgen können.
  • Zur Belüftung oder Beheizung des zweiten Rotorblattes 4b ist das zweite Kulissenventil 1b so eingestellt, dass die ersten Verbindungsleitungen 43, 44 mit zweiten Belüftungsleitungen 42b, 41b in den Innenraum des zweiten Rotorblattes 4b und aus dem Innenraum des zweiten Rotorblattes 4b zurück in die erste Verbindungsleitung 43 luftleitend verbunden sind. Nachdem das zweite Rotorblatt 4b vollständig beheizt ist bzw. ent- oder belüftet ist, wird das zweite Rotorblatt 4b ein Stück weit um den Pitchwinkel α gedreht und eine Verbindung zu den zweiten Verbindungsleitungen 43b, 44b zum dritten Rotorblatt 4c hergestellt.
  • Das dritte Rotorblatt 4c kann ein drittes Kulissenventil 1c aufweisen. Die zweiten Verbindungsleitungen 43b, 44b können jedoch auch direkt, d. h. ohne Schnittstelle in dritte Belüftungsleitungen 41c, 42c des dritten Rotorblattes 4c hineingeführt sein. Das erste Kulissenventil 1 schaltet somit zwischen einem ersten Luftkreislauf in der ersten Belüftungsstellung im ersten Rotorblatt 4 und einer Verbindungsleitungsstellung zur Verbindungsleitung zum zweiten Kulissenventil 1b hin und her. Wenn das erste Kulissenventil 1 in die erste Verbindungsleitungsstellung geschaltet ist, schaltet das zweite Kulissenventil 1b zwischen einer zweiten Belüftungsstellung, in der ein zweiter Luftkreislauf in das zweite Rotorblatt 4b hinein ausgebildet wird, und einer zweiten Verbindungsleitungsstellung, in der Luft über die zweiten Verbindungsleitungen 43b, 44b in das dritte Rotorblatt 4c geleitet wird, hin und her.
  • In der 1 sind Verbindungslinien der beiden ersten Belüftungsöffnungen 21, 22 und der beiden ersten Verbindungsleitungsöffnungen 23, 24 um 90° zueinander versetzt auf der rotorblattseitigen ersten Ventilscheibe 2 angeordnet.
  • Zweckmäßigerweise ist der Winkelabstand etwa 10° ± 5°, so dass das erste Rotorblatt 4 nach dem Erwärmen in der Fahnenstellung lediglich um etwa 10° ±5° gedreht zu werden braucht, um die Umwälzeinrichtung in die erste Verbindungsleitungsstellung zu schalten, so dass das erste Rotorblatt 4 weiterhin in etwa in der Fahnenstellung verbleibt und somit kein zusätzliches oder nur ein sehr geringes zusätzliches Drehmoment auf den Rotor wirkt. In dieser Stellung kann dann das zweite Rotorblatt 4b beheizt bzw. belüftet werden. Entsprechend sind die Öffnungen am zweiten Kulissenventil 1b angeordnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erstes Kulissenventil
    1b
    zweites Kulissenventil
    1c
    drittes Kulissenventil
    2
    erste rotorblattseitige Ventilscheibe
    2b
    zweite rotorblattseitige Ventilscheibe
    3
    erste rotornabenseitige Ventilscheibe
    3b
    zweite rotornabenseitige Ventilscheibe
    4
    erstes Rotorblatt
    4b
    zweites Rotorblatt
    4c
    drittes Rotorblatt
    21
    erste Belüftungsleitungsöffnung
    21b
    zweite Belüftungsleitungsöffnung
    22
    erste Belüftungsleitungsöffnung
    22b
    zweite Belüftungsleitungsöffnung
    23
    erste Verbindungsleitungsöffnung
    23b
    zweite Verbindungsleitungsöffnung
    24
    erste Verbindungsleitungsöffnung
    24b
    zweite Verbindungsleitungsöffnung
    26
    Umwälzeinrichtung/Heizeinrichtung/Heater-Fan-Unit (HFU)
    28
    Rückleitung
    29
    Zuleitung
    31
    Öffnung - Einlassöffnung
    32
    Öffnung - Auslassöffnung
    41
    erste Belüftungsleitung
    41b
    zweite Belüftungsleitung
    41c
    dritte Belüftungsleitung
    42
    erste Belüftungsleitung
    42b
    zweite Belüftungsleitung
    42c
    dritte Belüftungsleitung
    43
    erste Verbindungsleitung
    43b
    zweite Verbindungsleitung
    44
    erste Verbindungsleitung
    44b
    zweite Verbindungsleitung
    α
    Pitchwinkel
    L
    erste Drehachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016015123 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Windkraftanlage mit wenigstens zwei Rotorblättern (4, 4b, 4c) und einer Belüftungseinrichtung mit einer Umwälzeinrichtung (26) und mit einem ersten Kulissenventil (1) an einer ersten Schnittstelle zwischen Rotornabe und einem ersten Rotorblatt (4), das zwischen einer ersten Belüftungsstellung und einer ersten Verbindungsleitungsstellung verstellbar ist, und einem zweiten Kulissenventil (1b) an einer zweiten Schnittstelle zwischen der Rotornabe und einem zweiten Rotorblatt (4b), wobei das erste Kulissenventil (1) in der ersten Belüftungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des ersten Rotorblattes (4) herstellt und in der ersten Verbindungsleitungsstellung eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung (26) zum zweiten Kulissenventil (1b) herstellt.
  2. Windkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Rotorblätter (4, 4b, 4c) vorgesehen sind und das zweite Kulissenventil (1b) zwischen einer zweiten Belüftungsstellung und einer zweiten Verbindungsleitungsstellung verstellbar ist und in der zweiten Belüftungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des zweiten Rotorblattes (4b) herstellt und in der zweiten Verbindungsleitungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des dritten Rotorblattes (4c) herstellt.
  3. Windkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kulissenventil (1) eine erste rotornabenseitige Ventilscheibe (3) und eine erste rotorblattseitige Ventilscheibe (2) aufweist, die relativ zueinander drehbar sind und in der ersten Belüftungsstellung zwei Öffnungen (31, 32) der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe (3) mit zwei ersten Belüftungsleitungsöffnungen (21, 22) deckungsgleich luftleitend verbunden sind und die zwei ersten Belüftungsleitungsöffnungen (21, 22) in der ersten rotorblattseitigen Ventilscheibe (2) angeordnet sind und in der ersten Verbindungsleitungsstellung die zwei Öffnungen (31, 32) der ersten rotornabenseitigen Ventilscheibe (3) mit zwei ersten Verbindungsleitungsöffnungen (23, 24) deckungsgleich luftleitend verbunden sind.
  4. Windkraftanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kulissenventil (1b) eine zweite rotornabenseitige Ventilscheibe (3b) und eine zweite rotorblattseitige Ventilscheibe (2b) aufweist, die relativ zueinander drehbar sind und in einer zweiten Belüftungsstellung zwei Öffnungen der ersten Verbindungsleitungen (43, 44) in der zweiten rotornabenseitigen Ventilscheibe (3b) mit zwei zweiten Belüftungsleitungsöffnungen (21b, 22b) in der zweiten rotorblattseitigen Ventilscheibe (2b) deckungsgleich luftleitend verbunden sind und in der zweiten Verbindungsleitungsstellung die zwei Öffnungen der ersten Verbindungsleitungen (43, 44) in der zweiten rotornabenseitigen Ventilscheibe (3b) mit zwei zweiten Verbindungsleitungsöffnungen (23b, 24b) deckungsgleich luftleitend verbunden sind.
  5. Verfahren zur Belüftung wenigstens zweier Rotorblätter (4, 4b, 4c) einer Windkraftanlage, mit wenigstens zwei Rotorblättern (4, 4a, 4b) und mit einer Umwälzeinrichtung (26) und mit einem ersten Kulissenventil (1) an einer ersten Schnittstelle zwischen einer Rotornabe und einem ersten Rotorblatt (4) und einem zweiten Kulissenventil (1b) an einer Schnittstelle zwischen der Rotornabe und einem zweiten Rotorblatt (4b), indem das erste Kulissenventil (1) in der ersten Belüftungsstellung eine luftleitende Verbindung der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des ersten Rotorblattes (4) herstellt und der Innenraum der ersten Rotorblattes (4) belüftet wird und das erste Rotorblatt (4) von der ersten Belüftungsstellung in eine erste Verbindungsleitungsstellung verstellt wird und in der ersten Verbindungsleitungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zum zweiten Kulissenventil (1b) hergestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Rotorblätter (4, 4b, 4c) vorgesehen sind und in einer zweiten Belüftungsstellung des zweiten Kulissenventils (1b) eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des zweiten Rotorblattes (4b) hergestellt wird und das zweite Kulissenventil (1b) zwischen der zweiten Belüftungsstellung und einer zweiten Verbindungsleitungsstellung verstellt wird und in der zweiten Verbindungsleitungsstellung eine luftleitende Verbindung von der Umwälzeinrichtung (26) zu einem Innenraum des dritten Rotorblattes (4c) hergestellt wird.
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DE102016015123A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Senvion Gmbh Rotorblattenteisungsvorrichtung, Windenergieanlage und Verfahren zum Betreiben einer Rotorblattenteisungsvorrichtung

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